השם האנגלי עבור פוליאתילן במשקל מולקולרי גבוה במיוחד הוא "פוליאתילן במשקל מולקולרי גבוה במיוחד". זהו הסוג המעולה ביותר של פוליאתילן הקיים וניתן ליישם אותו בסביבות עבודה קשות ולמטרות שונות. יש לזה תחולת טובה מאוד בתנאי יישום קשים רבים.
משקל מולקולרי גבוה במיוחד הוא מאפיין ייחודי של פולימר זה, כאשר משקל מולקולרי נע בין 3 ל 6 מיליון, ואילו לשרף פוליאתילן בצפיפות גבוהה יש רק 300, 000 עד 500, 000. הבדל זה מבטיח כי לפוליאתילן במשקל מולקולרי גבוה במיוחד יש כוח מספיק בכדי להשיג עמידות בלאי ועמידות להשפעה שמוצרי פולימר נמוכים אחרים אינם יכולים להחזיק בהם. המשקל המולקולרי הגבוה במיוחד של פוליאתילן במשקל מולקולרי גבוה במיוחד פירושו שהוא לא נמס וזורם כמו נוזל, ולכן שיטת העיבוד נגזרת מטכנולוגיית מתכת אבקה. לא ניתן ליישם טכניקות עיבוד מפלסטיק מסורתיות, כמו דפוס הזרקה, דפוס מכה ותרמוסטיטציה, על פוליאתילן במשקל מולקולרי גבוה במיוחד. דפוס שחול הוא טכניקת העיבוד הנפוצה ביותר המיושמת על סוג זה של שרף, והמוצרים המיוצרים בדרך זו הם בעלי קשיחות רבה יותר.
מבוא תכונות
המשקל המולקולרי הגבוה ביותר של UHMWPE מעניק לו ביצועים מצוינים בשימוש. יתר על כן, זהו פלסטיק הנדסי תרמופלסטי עם מחיר בינוני וביצועים מעולים. זה כמעט משלב את היתרונות של פלסטיק שונים. יש לו תכונות מקיפות כמו עמידות בלאי, עמידות בפני השפעה, שימון עצמי, עמידות בפני קורוזיה, ספיגת אנרגיה על ידי השפעה, עמידות בטמפרטורה נמוכה, היגיינה ואי-רעילות, אי סטיקנות, ספיגה ללא מים וצפיפות נמוכה שאינם ניתנים להשוואה לפוליאן רגיל ופלסטיקה מהנדסה אחרת. למעשה, נכון לעכשיו, אין חומר פולימר אחד שיש לו כל כך הרבה תכונות מצוינות.
ללבוש התנגדות
התנגדות השחיקה של UHMWPE מדורגת תחילה בקרב פלסטיק ועולה על זו של מתכות מסוימות. איור 1 מראה את ההשוואה בין התנגדות בלאי בין UHMWPE לחומרים אחרים. כפי שניתן לראות באיור 1, בהשוואה לפלסטיקה הנדסית אחרת, מדד שחיקת המרגמה של UHMWPE הוא רק 1/5 מזה של PA66, ו- 1/10 מזה של HEPE ו- PVC. בהשוואה למתכות, מדובר ב 1/7 מפלדת פחמן ו 1/27 של פליז. עמידות בפני שחיקה גבוהה כזו מקשה על בדיקת תואר ההתנגדות לבלאי בשיטת בדיקת הפלסטיק הכללית. לפיכך, מכשיר בדיקת ללבוש slurry תוכנן במיוחד. התנגדות השחיקה של UHMWPE פרופורציונאלית ישירות למשקלו המולקולרי. ככל שהמשקל המולקולרי גבוה יותר, כך התנגדות הבלאי שלו טובה יותר.
התנגדות השפעה
חוזק ההשפעה של UHMWPE מדרג בין החלק העליון בכל הפלסטיקה ההנדסית. איור 2 מראה את ההשוואה בין חוזק ההשפעה של UHMWPE עם פלסטיקה הנדסית אחרת. ניתן לראות באיור 2 כי חוזק ההשפעה של UHMWPE הוא בערך פי שניים מזה של מחשב עמיד בפני השפעה, פי חמישה מזה של ABS, ויותר מעשר פעמים מזה של POM ו- PBTP. התנגדות ההשפעה שלה גבוהה עד כדי כך שקשה לשבור ולהיכשל על ידי שימוש בשיטות בדיקת ההשפעה הרגילות. חוזק ההשפעה שלו עולה עם עליית המשקל המולקולרי, מגיע לערך המרבי כאשר המשקל המולקולרי הוא 1.5 מיליון ואז יורד בהדרגה ככל שהמשקל המולקולרי ממשיך לעלות. ראוי לציין שהוא יכול לשמור על חוזק השפעה מצוין גם בחנקן נוזלי (-195 תואר), מאפיין שאין לו פלסטיק אחר. בנוסף, קשיות השטח שלה גבוהה יותר לאחר השפעות חוזרות ונשנות.
רכוש סיכה עצמית
ל- UHMWPE מקדם חיכוך נמוך במיוחד ({{0}}. 05 עד 0.11), ולכן יש לו מאפייני סיכה עצמיים מצוינים. טבלה 1 מציגה השוואה בין מקדמי החיכוך בין UHMWPE לפלסטיק הנדסי אחר. כפי שניתן לראות מלוח 1, מקדם החיכוך הקינטי של UHMWPE בתנאים שסול מים הוא חצי מזה של PA66 ו- POM, ובתנאים לא מורכבים, זה השני רק לפוליטטרפלואורואתילן (PTFE), שיש לו את המאפיין העצמי הטוב ביותר בין פלסטיקה. כאשר הוא עובד בצורה הזזה או מסתובבת, סיכה שלה אפילו טובה יותר מזו של פלדה ופליז לאחר ששומנת בשמן. לכן, בתחום הטריבולוגיה, UHMWPE מתקבל כחומר חיכוך עם יחס עלות/ביצועים אידיאלי במיוחד.
עמידות כימית
ל- UHMWPE עמידות כימית מצוינת. פרט לפתרונות חומצות מחמצנים חזקים, הוא יכול לעמוד בפני מדיה קורוזיבית שונות (חומצות, אלקליס, מלחים) ומדיה אורגנית (למעט מממי תה) בטווח טמפרטורה וריכוז מסוים. זה היה שקוע ב -80 סוגים של ממסים אורגניים ב 20 מעלות ו -80 מעלות למשך 30 יום. על פני השטח לא היו תופעות לא תקינות, ותכונות פיזיות אחרות נותרו כמעט ללא שינוי.
השפעה על ספיגת אנרגיה
ל- UHMWPE תכונות ספיגת אנרגיה מצוינות, עם ערך ספיגת האנרגיה הגבוה ביותר להשפעה בקרב כל הפלסטיק. לכן יש בו ביצועי דעיכת רעש טובים מאוד ואפקט מצוין להפחתת רעש.
התנגדות לטמפרטורה נמוכה
ל- UHMWPE התנגדות מצוינת בטמפרטורה נמוכה והיא נשארת רקיע בטמפרטורת הליום נוזלית (-269 מידה), ולכן זה יכול לשמש כמרכיב עמיד לטמפרטורה נמוכה בתעשייה הגרעינית.
היגייני ולא רעיל
UHMWPE הוא היגייני ולא רעיל, וניתן להשתמש בו במגע עם מזון ורפואה.
לא מקל
יכולת הספיחה של פני השטח של UHMWPE חלשה מאוד, ויכולת ההדקה שלו היא שנייה רק ל- PTFE, שיש לה את המאפיין הטוב ביותר שאינו מקל בין הפלסטיק. לפיכך, פני המוצר לא קל לדבוק בחומרים אחרים.
ספיגת מים נמוכה
קצב ספיגת המים של UHMWPE נמוך מאוד. בדרך כלל זה פחות מ- 0. 01%, רק 1% מ- PA66, כך שבדרך כלל אין צורך בטיפול ייבוש לפני עיבוד הדפוס.
צְפִיפוּת
הצפיפות של UHMWPE נמוכה יחסית בהשוואה לפלסטיקה הנדסית אחרת.
כוח מתיחה
בשל המאפיינים המבניים הנחוצים להתמצאות מתיחה של UHMWPE, יש לו חוזק מתיחה גבוה במיוחד. לפיכך, ניתן להשיג סיבים עם מודולוס אלסטי גבוה במיוחד וחוזק באמצעות מסתובב ג'ל, כאשר חוזק מתיחה גבוה עד 3 עד 3.5GPA ומודולוס אלסטי מתיחה גבוה עד 100 עד 125GPA. החוזק הספציפי של הסיבים הוא הגבוה ביותר מבין כל הסיבים המסחריים עד כה, והוא גדול פי ארבעה מזה של סיבי פחמן, גדול פי עשרה מזה של חוט הפלדה, וגדול ב -50% מזה של סיבי ארמיד.
